BÀI 3: KHẢO SÁT MẠCH HỢP KÊNH, PHÂN KÊNH,MẠCH CHUYỂN MÃ 1. Mục tiêu Sau khi học xong bài học này, người học có thể: Hiểu rõ hoạt động của mạch hợp kênh sử dụng vi mạch 74LS151 Hiểu rõ hoạt động của mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS1 38 Hiểu rõ hoạt động của mạch chuyển mã BCD sang LEDF 7 đoạn sử dụng vi mạch 74LS47
BÀI 3: KHẢO SÁT MẠCH HỢP KÊNH, PHÂN KÊNH,MẠCH CHUYỂN MÃ 1. Mục tiêu Sau học xong học này, người học có thể: - Hiểu rõ hoạt động mạch hợp kênh sử dụng vi mạch 74LS151 - Hiểu rõ hoạt động mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS138 - Hiểu rõ hoạt động mạch chuyển mã BCD sang LEDF đoạn sử dụng vi mạch 74LS47 2. Thiết bị, vật tư cần chuẩn bị TT Tên thiết bị, vật tư Số lượng Nguồn +5V Đồng hồ vạn Pre-Board Dây lõi-0.5mm 1m Vi mạch 74xx47 Vi mạch 74xx138 Vi mạch 74xx151 Led Điện trở 330 Ohm 20 10 Switch cực 12 11 Led xanh, đỏ, vàng 20 Ghi Ngoài người học cần chuẩn bị tài liệu chức hoạt động vi mạch cụ thể: Bài giảng lý thuyết, datasheet. 3. Cơ sở lý thuyết 3.1. Mạch hợp kênh 3.1.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại giảng lý thuyết) 3.1.2. Mạch hợp kênh sử dụng vi mạch 74LS151 Vi mạch 74LS154 vi mạch chuyên dụng việc hợp kênh ngõ vào liệu (D0-D7). Việc lựa chọn kênh thực chân điều khiển A,B,C (Data Select). Dữ liệu lựa chọn đưa ngõ có trạng thái đảo Y W. Việc cho phép vi mạch phép hoạt động hay không phụ thuộc vào chân cho phép (Strobe). Sơ đồ chân bảng tóm tắt chức vi mạch 74LS151 mô tả hình 3.1: Hình 3.1: Sơ đồ chân bảng chân lý vi mạch 74LS151 3.2 Mạch phân kênh 3.2.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại giảng lý thuyết) 3.2.2. Mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS138 Vi mạch 74LS138 có chức giải mã nhị phân, đồng thời thực chức phân kênh vào 8. Sơ đồ chân vi mạch hình vẽ 2.1, đó: - A0-A2 chân địa sử dụng vi mạch làm giải mã. Khi sử dụng vi mạch phân kênh chân select (điều khiển) để lựa chọn ngõ ra. - O0-O7 ngõ phân kênh - E1-E3 ngõ vào, với ngõ vào phân kênh kết hợp để tạo phân kênh 24 ngõ ra. Tuy nhiên đề cập đến việc sử dụng ngõ vào sử dụng E3 ngõ vào đảo (E1 E2 để mức thấp) E1-E2 nối với làm ngõ vào không đảo (E3 để mức cao). Hình 3.2: Sơ đồ chân vi mạch 74LS138 - Hoạt động vi mạch 74LS138 mô tả hình 3.3: Hình 3.3: Bảng chân lý vi mạch 74LS138 3.3 Mạch chuyển mã LED đoạn 3.3.1. Khái niệm, sơ đồ khối, bảng chân lý (Xem lại giảng lý thuyết) 3.3.2. Mạch phân kênh sử dụng vi mạch 74LS47 Vi mạch 74LS47 có chức chuyển mã từ mã nhị phân BCD sang mã LED dạng Anot chung. Sơ đồ chân vi mạch hình 3.4: Hình 3.4: Sơ đồ chân vi mạch 74LS47 - A0-A3: Các ngõ vào nhị phân BCD ̅- ̅ : Các ngõ tác động mức thấp. - Các chân ̅̅̅̅̅, ̅̅̅̅,̅̅̅/̅̅̅̅̅̅: Để mức cao hoạt động giải số nhị phân - 0-9 Hoạt động vi mạch mô tả bảng sau: Hình 3.5: Bảng chân lý vi mạch 74LS47 4. Các bước tiến hành 4.1. Lắp ráp khảo sát mạch hợp kênh dung vi mạch 74LS151 Bước 1: Lắp ráp mạch - Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân bảng hoạt động hình 3.1 tự vẽ sơ đồ lắp ráp vào nhật ký thực hành. Trong sơ đồ lắp ráp nên bổ sung thêm LED để dễ dàng quan sát trạng thái ngõ vào ngõ ra. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Giải thích vai trò linh kiện: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Bước 2: Khảo sát hoạt động mạch: - Thay đổi mức điện áp ngõ vào điều khiển, sau thay đổi trạng thái ngõ vào liệu , quan sát trạng thái LED ngõ để xác định xem ngõ kết nối với ngõ vào Lập bảng kết ghi kết quan sát vào bảng : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả, kết luận - Căn vào số liệu đo, nghiệm lại hoạt động mạch viết nhận xét kết …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 4.2. Khảo sát mạch phân kênh vào dùng vi mạch 74LS138 Bước 1: Lắp ráp mạch - Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân hình 3.2 bảng chân lý hình 3.3 sau tự vẽ sơ đồ nguyên lý sơ đồ lắp ráp vào nhật ký thực hành. Trong sơ đồ nên bổ sung thêm LED để dễ dàng quan sát trạng thái ngõ vào ngõ ra. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Giải thích vai trò linh kiện: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Bước 2: Khảo sát hoạt động mạch: - Thay đổi mức điện áp ngõ vào điều khiển, sau thay đổi trạng thái ngõ vào liệu , quan sát trạng thái LED ngõ để xác định xem ngõ kết nối với ngõ vào. Lập bảng kết ghi kết quan sát vào bảng : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả, kết luận - Căn vào số liệu đo, nghiệm lại hoạt động mạch viết nhận xét kết …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 4.3. Khảo sát mạch chuyển mã BDC sang LED Bước 1: Lắp ráp mạch - Sinh viên cần quan sát kỹ sơ đồ chân hình 3.4 bảng chân lý hình 3.5 sau tự vẽ sơ đồ nguyên lý sơ đồ lắp ráp vào nhật ký thực hành. Trong sơ đồ nên bổ sung thêm LED ngõ vào để dễ dàng quan sát trạng thái ngõ vào ngõ ra. ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Giải thích vai trò linh kiện: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Bước 2: Khảo sát hoạt động mạch: - Thay đổi mức điện áp ngõ vào , quan sát trạng thái LED thanh, dùng đồng hồ vạn đo điện áp ngõ vào ngõ ra. Lập bảng kết ghi kết quan sát vào bảng : …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết - Căn vào quy ước mức logic, điền đầy đủ bảng chân lý cổng logic vừa khảo sát. Chú ý sử dụng ký hiệu “0” “1” để ghi kết vào bảng chân lý. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - Đối chiếu với lý thuyết, nhận xét kết rút kết luận: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… - 5. Bài tập lớn: Đề tài 1: Thiết kế mạch cộng số nhị phân, hiển thị LED thanh. Đề tài 2: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-Gray Đề tài 3: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED Đề tài 4: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED Đề tài 5: Thiết kế mạch hợp kênh ngõ vào liệu Đề tài 6: Thiết kế mạch phân kênh vào Đề tài 7: Thiết kế mạch bình chọn với yêu cầu: ngõ vào có nút nhấn dành cho giám khảo, switch cho phép hệ thống đưa kết bình chọn. Ngõ đèn led để báo kết quả. Bình thường led tắt, có kết đạt led đỏ sáng (khi có tối thiểu giám khảo nhấn nút), không đạt Led vàng sáng. Yêu cầu: Các đề tài thực với nhóm tối đa sinh viên. Thời gian hoàn thiện tuần. Sinh viên phải thiết kế mạch (Mạch nguyên lý, mạch in), test mạch viết báo cáo mô tả chức hoạt động mạch. 6. Nhận xét giảng viên ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… [...]... tài 1: Thiết kế mạch cộng số nhị phân, hiển thị LED 7 thanh Đề tài 2: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-Gray Đề tài 3: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED 7 thanh Đề tài 4: Thiết kế mạch chuyển mã BCD-LED 7 thanh Đề tài 5: Thiết kế mạch hợp kênh 8 ngõ vào dữ liệu Đề tài 6: Thiết kế mạch phân kênh vào 3 ra 8 Đề tài 7: Thiết kế mạch bình chọn với yêu cầu: ngõ vào có 3 nút nhấn dành cho 3 giám khảo, một switch... thường 2 led tắt, khi có kết quả đạt led đỏ sáng (khi có tối thiểu 2 giám khảo nhấn nút), nếu không đạt Led vàng sẽ sáng Yêu cầu: Các đề tài được thực hiện với một nhóm tối đa 3 sinh viên Thời gian hoàn thiện 1 tuần Sinh viên phải thiết kế mạch (Mạch nguyên lý, mạch in), test mạch và viết báo cáo mô tả chức năng hoạt động của mạch 6 Nhận xét của giảng viên ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… . ở mức cao khi hoạt động giải 7 số nhị phân 0-9 Hoạt động của vi mạch được mô tả ở bảng sau: Hình 3.5: Bảng chân lý của vi mạch 74LS47 4. Các bước tiến hành 4.1. Lắp ráp và khảo sát. quan sát kỹ sơ đồ chân và bảng hoạt động ở hình 3.1 và tự mình vẽ sơ đồ lắp ráp vào vở nhật ký thực hành. Trong sơ đồ lắp ráp nên bổ sung thêm các LED để dễ dàng quan sát trạng thái của các ngõ. …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Bước 3: Xử lý số liệu, nhận xét kết quả, kết luận - Căn cứ vào số liệu đã đo, nghiệm lại hoạt động của mạch và viết nhận xét kết quả